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自定义数据流

约 2242 字大约 7 分钟

自定义数据流

什么是自定义数据流？

ThingsCloud 自定义数据流是对标准通信规范的补充和扩展，用来支持设备和平台之间的更多通信方式和消息格式，例如：设备通过自定义数据流实现 TCP 接入、设备和平台之间传输二进制数据等场景。

为什么需要自定义数据流

ThingsCloud 为设备接入提供了简单易用的 MQTT 接入协议，并在 MQTT 的基础上提供了一套完整的应用规范，包括限定的 MQTT 主题和消息格式。点此了解 MQTT 主题列表

这些内置的规范有助于设备开发和配置的过程变得更加简单。但与此同时，对于另一些场景，您需要用到自定义数据流。例如：

  • 由于设备和平台之间的通信报文无法使用 JSON 格式，而是需要用到例如：二进制（例如 ModbusRTU 或 ModbusTCP 报文）、Plaintext 等报文格式。
  • 设备需要通过 TCP 客户端方式接入平台。
  • 设备 MQTT 接入时，希望使用自定义的 MQTT 主题。
  • 设备 MQTT 接入时，希望使用支持动态参数的 MQTT 主题。

可以将自定义数据流想象为一条连接设备端和平台的管道，设备可以通过 MQTT 或 TCP 接入到这条管道的一端，管道的另一端则是平台。管道中支持双向的消息传输，既可以设备端向平台发送消息，也可以从平台下发消息到设备端。管道中的消息支持多种自定义数据流消息格式。

自定义数据流消息格式

通过选择自定义数据流中的消息格式，平台对自定义数据流中传输的消息进行必要的合法性验证。自定义数据流的消息格式可以随时修改，需要在设备重新连接云平台后生效。

自定义数据流支持的主要消息格式如下：

Modbus RTU

设备和云平台之间传输的是 Modbus RTU 二进制消息，通常用在 DTU 连接云平台，将 Modbus 子设备（例如：传感器、执行器等）的报文直接透传到云平台。

例如：

01 03 0A 00 16 00 53 00 38 00 08 00 03 C1 D5

HEX 16进制消息

通过 HEX 16进制的消息格式，来表示任意二进制报文。

提示

请注意，HEX 16进制消息只是二进制报文的明文表示方式，便于人们阅读和理解数据，实际传输的是二进制报文。

通常使用二进制报文的场景例如：

  • 设备现有通信协议仅支持二进制消息，例如一些工业设备。
  • 需要严格限制通信数据流量，用二进制消息尽可能减少消息长度。

JSON 格式消息

自定义的 JSON 消息格式，由设备端自行规定，云平台不对消息内容做任何合法性检查。

设备上报 JSON 类型的自定义数据后，可使用平台的消息规则，实现自定义解析，例如：

Plaintext 文本消息

自定义的 Plaintext 消息格式，由设备端自行规定，云平台不对消息内容做任何合法性检查。

Plaintext 消息格式通常是任意的 ASCII 文本格式，例如：

LBS=117.1390522_034.6651114

设备上报 Plaintext 消息后，可使用平台的消息规则，实现自定义解析，例如：

创建自定义数据流

自定义数据流必须在设备类型中创建，一旦创建完成，该自定义数据流对设备类型下的所有设备生效。

在创建设备类型时，您可通过勾选 “创建默认自定义数据流“，并且选择消息格式以及是否开启 TCP 通道，为设备类型快速创建一个标识符为 stream 的自定义数据流。

除此之外，您还可以在任何时候，为设备类型手动创建多个自定义数据流。

进入 设备类型 > 设备类型详情 > 自定义数据流 > 创建自定义数据流，填写内容如下：

  • 数据流名称：支持中文。
  • 数据流标识符：用在自定义数据流的 MQTT 主题中，仅支持：英文大小写字母、数字、下划线、横线。
  • MQTT Topic 高级模式：默认不开启，开启后可设置自定义的 MQTT 发布和订阅主题，并支持动态参数。
  • 消息格式：选择自定义数据流中传输的消息格式。

这里举个例子，创建一个最简单的自定义数据流，可以传输二进制数据报文，如下图：

自定义数据流的生效时间

当创建或者修改自定义数据流后，设备端必须重新和平台建立 MQTT 或 TCP 连接，自定义数据流才能生效。

自定义数据流的 MQTT 主题

每个自定义数据流拥有一组专属的 MQTT 主题（Topic），如下：

类型主题
发布消息data/<identifier>
订阅消息data/<identifier>/set

这里的 <identifier> 表示自定义数据流的标识符，替换成您创建自定义数据流时填写的标识符即可。

例如刚刚创建的自定义数据流，标识符为 stream，如下图：

设备端向平台发布消息的 MQTT 主题是：

data/stream

设备端实时接收平台下发消息，需要订阅的 MQTT 主题是：

data/stream/set

特别说明，如果选择开启了“MQTT Topic 高级模式”，那么该自定义数据流使用您自定义的 MQTT 主题。

自定义数据流在云平台的处理

设备通过 自定义数据流 和平台建立消息通信，平台可以通过 消息规则 对自定义数据流进行各种处理，比如解析 Modbus RTU 消息并生成属性值。平台还可以将属性下发经过格式处理后，通过自定义数据流下发到设备端。

举个例子，通过 Modbus RTU 消息格式的自定义数据流，设备向平台上报了以下 HEX 字节流消息：

01 03 0A 00 16 00 53 00 38 00 08 00 03 C1 D5

通过在 消息规则 中启用 Modbus RTU 解析规则，云平台在收到以上消息后，会立即自动解析，生成以下设备属性：

{
  "temperature": 22,
  "humidity": 83,
  "hs_temperature": 56,
  "cs_temperature": 8,
  "device_status": 3
}

您也可以使用 Modbus 寄存器设置 功能更加快捷的解析 Modbus RTU 消息，这是更为推荐的方式。

绑定 TCP 数据流

自定义数据流除了本身拥有 MQTT 主题，供设备 MQTT 接入时使用，还可以绑定到设备的 TCP 接入。

换句话说，设备 TCP 接入方式实际上是复用了自定义数据流。当创建自定义数据流后，便可以将其绑定为 TCP 数据流。

一个设备类型中，只能有一个自定义数据流可以绑定到 TCP 数据流。绑定后，设备类型下的所有设备便支持 TCP 接入，您可以在 设备详情页 > 连接 中，查看 TCP 接入点的主机名和端口。

提示

如果您还不了解 TCP 接入的验证方式，请查看 了解 TCP 接入

平台向设备下发自定义数据

设备端要收到平台下发的自定义数据，需要具备以下条件：

  • 若设备 MQTT 接入平台，则需要订阅自定义数据流的下发主题。
  • 若设备 TCP 接入平台，该自定义数据流必须设置为“绑定 TCP 数据流”。

平台可以通过以下几种方式，向设备下发自定义数据流消息。

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